No artigo anterior, "Como funciona a Rede Lightning (2),“ explorámos os princípios de funcionamento da Lightning Network do Bitcoin. Essencialmente, a Lightning Network é um sistema de canal de pagamento cuidadosamente projetado que conecta canais de pagamento individuais em uma vasta rede de pagamento interconectada. Isso permite que partes que não estão diretamente conectadas façam pagamentos entre si através de roteamento multi-hop, com contratos como HTLC e PTLC garantindo a segurança das rotas.

Apesar de anos de desenvolvimento e progressos significativos tanto em tecnologia como em experiência do utilizador, temos de enfrentar a realidade de que a Lightning Network ainda não atingiu o nível de adoção em grande escala. No artigo de hoje, iremos focar numa questão-chave atualmente enfrentada pela Lightning Network: o problema de liquidez. Este desafio pode ser dividido em dois aspetos: a falta geral de liquidez na rede e o problema da distribuição da liquidez.

Escassez global de liquidez na rede

De acordo com as últimas estatísticas da Mempool, a Rede Lightning do Bitcoin atualmente tem 12.389 nós e 48.000 canais de pagamento, com uma capacidade total de canal de 5.311,8 BTC.

A Lightning Network é uma rede de liquidez P2P e, para alcançar uma adoção em grande escala verdadeira, o número de nós, canais de pagamento e capacidade total do canal teria que crescer centenas ou mesmo milhares de vezes. Então, como podemos atrair mais nós para se juntarem à rede?

Em primeiro lugar, é crucial reduzir as barreiras para configurar e manter nós da Lightning Network, tornando fácil para os usuários sem formação técnica executar um nó da Lightning Network. Várias equipes no ecossistema do Bitcoin já introduziram soluções de hardware plug-and-play, como a caixa de hardware da Umbrel, que suporta a execução de nós da Lightning Network do Bitcoin. Da mesma forma, o Fi5Box não só suporta a Lightning Network do Bitcoin, mas também permite a execução de nós para outras redes, como a Fiber Network do CKB. Esses dispositivos fornecem soluções de nó sem manutenção para os usuários.

Em segundo lugar, a introdução de mecanismos de incentivo adicionais é fundamental para criar um ciclo de feedback positivo para a Lightning Network. Uma vez que um canal de pagamento é aberto na Lightning Network, os fundos ficam bloqueados. Por exemplo, se Alice quiser atuar como um Provedor de Serviços Lightning (LSP) e abrir canais com 100 pessoas, alocando 1 BTC por canal, ela precisaria bloquear 100 BTC. Esses fundos geram receita apenas quando estão em movimento; fundos ociosos não. Isso ocorre porque a principal receita para os nós da Lightning Network vem das taxas de transação, que são normalmente calculadas como “Taxa Base + Taxa por satoshi.” A taxa base é uma quantia fixa cobrada para cada transação, independentemente do seu tamanho, enquanto a taxa é a porcentagem cobrada por satoshi na transação.

De acordo com as estatísticas da Mempool, a taxa base média atual na Lightning Network do Bitcoin é de 950 mSat (0,95 sat), e a taxa média é de 764 ppm (0,000764 Sat por satoshi). Isto significa que para uma transação de 10.000 satoshis (0,0001 BTC, atualmente valendo cerca de $6,50), o nó de roteamento receberia menos de 9 satoshis em taxas. Além disso, o volume de transações na Lightning Network ainda é relativamente baixo, e muitas transações não exigem nós de roteamento (porque as duas partes envolvidas têm um canal de pagamento direto). Como resultado, aqueles que possuem BTC e procuram retornos de investimento não escolhem principalmente travar seus BTC na Lightning Network para ganhar taxas de transação. Em vez disso, eles preferem emprestar seus BTC em exchanges ou participar em projetos emergentes que oferecem oportunidades de Staking/Restaking.

Se for possível introduzir mecanismos de incentivo adicionais para encorajar mais pessoas a executar nós da Lightning Network ou se tornarem LSPs, e se mais detentores de BTC forem motivados a depositar seus BTC na Lightning Network para ganhar recompensas, o problema da escassez de liquidez da rede poderia ser potencialmente resolvido. À medida que a Lightning Network se torna mais amigável ao usuário, ela atrairá ainda mais usuários, levando a um aumento nas transações, o que por sua vez aumentará a receita de taxas dos nós de roteamento e incentivará mais pessoas a se tornarem LSPs. Isso eventualmente levaria a Lightning Network a um ciclo de feedback positivo.

Atualmente, no ecossistema Bitcoin, a UTXO Stack anunciou sua transição para uma camada de staking para a Lightning Network. Através de um protocolo de staking descentralizado, ela visa fornecer melhor liquidez e um modelo de rendimento aprimorado para a Lightning Network. Além disso, a UTXO Stack irá introduzir um mecanismo de incentivo de token para encorajar os usuários a fazer staking de BTC e aprimorar a liquidez dos canais de pagamento da Lightning Network.

Problema de Distribuição de Liquidez

Mesmo que a escassez global de liquidez seja resolvida, distribuir efetivamente essa liquidez continua a ser um desafio.

Vamos dar um exemplo em que a Alice faz um pagamento para a Carol através do nó de roteamento Bob. Inicialmente, tanto a Alice quanto a Carol têm 20.000 satoshis em seus canais, enquanto o Bob tem 10.000 satoshis em cada canal. Após várias transações, a distribuição de saldo nos canais pode ser assim (para simplificar, não estamos considerando as taxas de roteamento cobradas pelo Bob):

Se Alice e Carol ainda tiverem negócios no futuro, onde Alice precisa fazer mais pagamentos para Carol, o que pode ser feito? Bob não pode mais encaminhar pagamentos (pois Bob não tem mais fundos suficientes em seu canal com Carol para transferir dinheiro para ela). Nesse caso, Bob precisa reequilibrar seu canal.

Este cenário é bastante comum para nós de roteamento na Lightning Network. Os operadores de nós devem constantemente equilibrar a liquidez entre seus canais. Se um canal não tiver fundos do seu lado, você não poderá enviar pagamentos; se todos os fundos estiverem do seu lado, você não poderá receber pagamentos.

No exemplo acima, uma opção seria fechar o canal entre Bob e Carol e abrir um novo. No entanto, essa abordagem não é rentável, já que tanto o fechamento quanto a abertura de canais requerem transações on-chain, que incorrem em taxas de mineradores de Bitcoin. O objetivo principal da Lightning Network é reduzir as operações on-chain e mover o máximo de transações possível para canais off-chain. Se milhões de canais fossem abertos e fechados na Lightning Network todos os dias, o blockchain do Bitcoin ficaria congestionado e as taxas de mineradores disparariam.

Para resolver essa questão, a comunidade Bitcoin propôs várias soluções inovadoras para solucionar o problema de distribuição de liquidez:

Submarine Swap (submarine swap)

Em termos simples, a Submarine Swap permite que os utilizadores enviem BTC dos seus canais para um serviço de câmbio dentro da Lightning Network. Em troca, o serviço de câmbio envia uma quantidade equivalente de BTC para um endereço de receção especificado na blockchain do Bitcoin, ou vice-versa: os utilizadores podem enviar BTC on-chain para o serviço de câmbio, que depois envia BTC a partir do canal para o nó de receção designado. Embora este processo envolva o serviço de câmbio, é completamente sem confiança graças aos Contratos Temporizados de Hash (HTLC).

O Submarine Swap também inspirou muitas inovações subsequentes, como o protocolo de ajuste de saldo do canal PeerSwap, que permite aos usuários realizar diretamente trocas submarinas com seus contrapartes de canal. No exemplo acima, Carol pode atuar como serviço de câmbio. Bob transfere BTC on-chain para Carol e, em troca, Carol paga a Bob a quantidade equivalente de BTC do canal.

Especificamente, o processo funciona da seguinte forma:

1. Bob gera um valor secreto R (pré-imagem) e seu hash H.
2. Bob cria um HTLC na blockchain do Bitcoin usando o hash H: ele pagará Carol 10.000 satoshis, desde que ele possa revelar o segredo R dentro de 5 blocos; caso contrário, os fundos retornarão para Bob.
3. Carol cria um HTLC em seu canal de pagamento com Bob usando o mesmo hash H: ele pagará a Bob 10.000 satoshis do canal, desde que ele possa revelar o segredo R dentro de 4 blocos; caso contrário, os fundos retornarão para Carol (para simplificar, não estamos considerando quaisquer taxas de serviço cobradas pelo serviço de câmbio).
4. Bob usa o segredo R para desbloquear o HTLC no canal e recebe 10.000 satoshis.
5. Depois que Bob retira os fundos, Carol também sabe o segredo R e o usa para desbloquear o HTLC na cadeia de blocos do Bitcoin para retirar 10.000 satoshis.

Comparado ao encerramento do canal e à abertura de um novo, o Submarine Swap envolve apenas uma transação na cadeia, tornando-o mais econômico e totalmente confiável.

Junção

A junção de canais é um método de reequilíbrio on-chain em que um nó fecha um canal e abre um novo canal em uma única transação, alterando assim o saldo bloqueado no canal. Quando um nó bloqueia mais fundos através desse processo, é chamado de “inserção de junção”; se reduz os fundos bloqueados, é chamado de “saída de junção”. No exemplo acima, o canal entre Bob e Carol pode ser estendido por meio da junção de canais.

A junção de canais é muito mais conveniente do que usar duas transações para fechar e reabrir um canal. No entanto, ainda é necessário transmitir a transação pela rede, pagar as taxas do minerador na cadeia e aguardar a confirmação da transação.

Multi-Path Payment (MPP)

Os pagamentos de vários caminhos permitem que um pagamento seja dividido em várias partes, que podem ser simultaneamente retidos ou encaminhados através de diferentes canais. Por exemplo, se Alice precisa pagar a Carol 10.000 satoshis e Bob não pode mais encaminhar pagamentos, Alice pode pagar a Carol 6.000 satoshis através do nó de encaminhamento David e 4.000 satoshis através do nó de encaminhamento Eva. Dessa forma, o pagamento de 10.000 satoshis de Alice pode ser concluído usando pagamentos de vários caminhos.

A intenção original da tecnologia de pagamento de múltiplos caminhos é superar as limitações dos pagamentos de um único caminho, permitindo que pagamentos maiores sejam entregues dividindo-os em partes menores. Por exemplo, uma transação da Lightning Network de 1 BTC pode ser dividida em 100 transações de 0,01 BTC cada. Os pagamentos de múltiplos caminhos beneficiam a descentralização da rede e a privacidade das transações. Em termos de segurança, a tecnologia de pagamento de múltiplos caminhos atômicos (AMP) garante que se um caminho falhar em completar o pagamento, então todos os pagamentos falharão, evitando confusão e fraude.

Além disso, na Lightning Network, grandes transações também podem ser concluídas através de canais Wumbo. Os canais Wumbo removem o limite sobre a quantidade de Bitcoin que um canal Lightning regular pode conter (0.1667 BTC), permitindo que os nós tenham capacidades de canal mais altas e, assim, suportem transações maiores.

Conclusão

A liquidez é um dos principais fatores que limitam o desenvolvimento da Lightning Network. Ao diminuir as barreiras para configurar e manter nós da Lightning Network e introduzir mecanismos de incentivo adicionais, a rede pode lidar com o problema da liquidez insuficiente. Soluções como Submarine Swap, channel splicing e pagamentos de vários caminhos também contribuem para abordar a distribuição de liquidez dentro da rede.

Além dessas soluções, a comunidade Bitcoin propôs outras estratégias para otimizar a liquidez da rede, incluindo Lightning Pool (um mercado de leilão de aluguel de canais), Anúncio de Liquidez (um esquema de aluguel de canais) e pagamentos em loop (onde um nó se paga através de um loop formado por canais de pagamento para alcançar o reequilíbrio fora da cadeia).

A gestão de liquidez é, sem dúvida, um empreendimento complexo para a Lightning Network. No entanto, com os avanços tecnológicos contínuos e os esforços contínuos da comunidade, temos razões para acreditar que esses desafios de liquidez serão eventualmente resolvidos.

Aviso Legal:

1. Este artigo é republicado a partir de [RGB++ Fans]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [Byte CKB]. Se houver objeções a esta reimpressão, entre em contato com o Gate Learnequipa e eles tratarão disso prontamente.
2. Renúncia de Responsabilidade: As opiniões expressas neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe Gate Learn. Salvo indicação em contrário, é proibido copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos.